专利名称：：在发射器中控制电路的方法和系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及通信设备中电路的控制，更具体地说，涉及一种利用电池电压(Vhat)监测器(monitor)优化功率放大器发射功率的方法和系统。
背景技术：
：无线系统中的功率放大电路通常是大信号装置。在无线局域网(WLAN)系统中，例如，功率放大器(PA)电路以介于10dBm到20dBm之间的平均功率、大约20到30dBm的峰值功率发射输出信号。在这样的WL認系统中，可能使用多种类型的调制方案，例如从二进制相移键控(BPSK)到512级(level)正交幅度调制(512-QAM)，因而输出功率变化很大，使得峰值功率与平均功率的比值也很大，例如10dBm到20dBm。功率放大器的功率输出会受到电池电量的影响。在功率放大器被设计为在特定电压下工作的情况下，当电池电压高于或低于该特定电压时，功率放大器的性能将下降。换句话说，当给发射器(包含功率放大器)供电的电池电压发生变化时，功率放大器的性能也将发生变化。功率放大器在不同偏置电平下工作会对线性、输出功率、邻近信道功率比(ACPR)和误差矢量幅度(EVM)产生不利影响。当功率放大器与其它RF发射器电路(诸如数模转换器(MC)、低通滤波器(LPF)、混频器和RF可编程增益放大器(RFPGA))集成在一个集成电路(IC)中时，功率放大器电路性能所受到的限制将进一步加剧。然而，由于存在在单个IC中集成更多的功能的紧迫需求，随之而来的半导体器件数量的增加，将推动半导体制造技术朝向减小半导体器件尺寸的方向发展，这些特别的半导体制造技术将给集成功率放大器电路的性能带来更多的限制。例如，利用65nmCMOS工艺将限制输入功率(PA为之提供线性输出功率放大)的范围。WLAN标准(如IEEE802.11)中规定的AM-AM和或AM-PM失真度的要求将排除利用例如65nmCMOS工艺制造出的功率放大器以高输出功率发射的输出信号。比较本发明后续将要结合附图介绍的系统，现有技术的其它局限性和弊端对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。
发明内容本发明涉及利用电池电压(Vbat)监测器优化功率放大器发射功率的方法和系统。根据本发明的一方面，提供一种在发射器中控制电路的方法，包括基于控制信号对发射通道的多个增益级中的至少一个增益级的增益进行调整，其中该控制信号包含电源电压指示信息。作为优选，所述方法还包括接收从用于为发射通道供电的电源上检测到的电源电压信号。作为优选，所述电源电压信号是由功率管理单元生成。作为优选，所述电源电压信号是直接从所述电源上检测到的。作为优选，所述控制信号是基于所述检测到电源电压信号生成。作为优选，所述方法进一步包括将所述电源电压与参考电压进行比较。作为优选，所述方法进一步包括基于所述比较来生成所述控制信号。作为优选，将对应于多个所述电源电压值的所述控制信号的多个值存储到查找表中。作为优选，所述方法还包括从所述查找表中确定指示所述电源电压的控制信号。作为优选，所述增益调整是基于发射功率、电压驻波比和调制类型中的一个或多个进行的。根据本发明的另一方面，提供一种在发射器中控制电路的系统，包括芯片中的一个或多个电路，其基于控制信号对发射通道的多个增益级中的至少一个增益级的增益进行调整，其中该控制信号包含电源电压指示信息。作为优选，所述一个或多个电路接收从用于为发射通道供电的电源上检测到的电源电压信号。作为优选，所述一个或多个电路接收由功率管理单元生成的电源电压信号作为优选，所述一个或多个电路直接在所述电源上检测所述电源电压信号作为优选，所述一个或多个电路基于所述检测到的电源电压信号生成所述控制信号。作为优选，所述一个或多个电路将所述电源电压与参考电压进行比较。作为优选，所述一个或多个电路基于所述比较来生成所述控制信号。作为优选，所述一个或多个电路将对应于多个所述电源电压值的所述控制信号的多个值存储到查找表中。作为优选，所述一个或多个电路从所述査找表中确定指示所述电源电压的控制信号。作为优选，所述一个或多个电路基于发射功率、电压驻波比和调制类型中的一个或多个调整所述增益。根据本发明的一方面，提供一种计算机可读存储器，其中存储有计算机程序，该计算机程序包含至少一个用于控制发射器中电路的代码段，当所述至少一个代码段被计算机执行时，使得计算机执行以下步骤基于控制信号对发射通道的多个增益级中的至少一个增益级的增益进行调整，其中该控制信号包含电源电压指示信息。作为优选，所述至少一个代码段包括用于接收电源电压信号的代码，其中所述电源电压是从用于为发射通道供电的电源上检测到的。作为优选，所述至少一个代码段包括用于接收由功率管理单元生成的电源电压信号的代码。作为优选，所述至少一个代码段包括用于直接在所述电源上检测所述电源电压信号的代码。作为优选，所述至少一个代码段包括用于基于所述检测到的电源电压信号生成所述控制信号的代码。作为优选，所述至少一个代码段包括用于将所述电源电压与参考电压进行比较的代码。作为优选，所述至少一个代码段包括用于基于所述比较来生成所述控制信号的代码。作为优选，所述至少一个代码段包括用于将对应于多个所述电源电压值的所述控制信号的多个值存储到查找表中的代码。作为优选，所述至少一个代码段包括用于从所述查找表中确定指示所述电源电压的控制信号的代码。作为优选，所述至少一个代码段包括用于基于发射功率、电压驻波比和调制类型中的一个或多个调整所述增益的代码。本发明的各种优点、各个方面和创新特征，以及其中所示例的实施例的细节，将在以下的描述和附图中进行详细介绍。下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中图1A是可用于本发明实施例中的示例性移动终端的示意图；图1B是根据本发明实施例的示例性I和Q发射通道的示意图；图2是根据本发明实施例的示例性V^监测器的示意图；图3是根据本发明实施例的Vbat监测器处理歩骤的流程图。具体实施例方式本发明涉及利用电池电压(Vto)监测器优化功率放大器发射功率的方法和系统。本发明的方案包括基于控制信号调整发射通道中一个或多个增益级的增益，其中该控制信号是电池电压信号的函数，而电池电压信号是从用于为发射通道供电的电池电压上获取。该电池电压信号可以从功率管理单元中接收或直接从电池上获得。可以将该电池电压信号与参考信号进行比较，根据比较结果产生控制信号。可在一个电池电压范围内确定控制信号的值，并存储到查找表中。图1A是可用于本发明实施例中的示例性移动终端的示意图。如图1A所示，移动终端150包括RF接收器153a、RF发射器153b、T/R开关152、数字基带处理器159、处理器155、功率管理单元(PMU)161和存储器157。天线151可以连接到T/R开关152。当T/R开关152置于"R"或接收时，天线151与RF接收器153a连接，当T/R开关152置于"T"或发射时，天线151与RF发射器153b连接。RF接收器153a包括适当的逻辑、电路和或代码，用于处理接收到的RF信号。RF接收器153a能够接收各种无线通信系统(例如蓝牙、WLAN、GSM和/或CDMA系统)所使用的各个频段的RF信号。数字基带处理器159包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于处理基带频率信号。有关这一点，数字基带处理器159可对从RF接收器153a接收到的信号进行处理和/或对将要发送到RF发射器153b的信号(以通过无线传输媒介向外发送)进行处理。基于被处理信号中的信息，数字基带处理器159还可以向RF接收器153a和RF发射器153b提供控制信号和/或反馈信息。数字基带处理器159可以将被处理信号中的信息和/或数据传送给处理器155和/或存储器157。此外，数字基带处理器129可以从处理器155和/或存储器157接收信息，对其进行处理并发送给RF发射器153b，以通过无线传输媒介向外发送。RF发射器153b包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于处理将要向外发送的RF信号。RF发射器153b能够发送各种无线通信系统(例如蓝牙、WLAN、GSM和/或CDMA系统)所使用的各个频段的RF信号。处理器155包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于为移动终端150进行控制和/或进行数据处理操作。处理器155可用于控制RF接收器153a、RF发射器153b、数字基带处理器159和/或存储器157中的至少一部分。有关这一点，处理器125可以产生至少一个用于控制移动终端150内部操作的信号。存储器157包括适当的逻辑、电路和/或代码，用于存储移动终端150使用的数据和/或其它信息。例如，存储器157可用于存储经数字基带处理器159和/或处理器155所生成的处理后的数据。存储器157还可用于存储信息，如配置信息，这些信息可用于控制移动终端150中的至少一个模块的操作。例如，存储器157可以包括用于配置RF接收器153a的必要信息，使其能够接收适当频段的RF信号。功率管理单元(PMU"61包括适当的逻辑、电路和或代码，用于管理移动终端150内各个组件的功率需求。PMU161可以生成电池电压信号Vbat。图IB是根据本发明实施例的示例性I和Q发射通道的示意图。如图IB所示，发射通道100包括数模转换器(DAC)105和107，低通滤波器109和111,有源级(activestage,AS)U3、115、123，同相上变频混频器117和正交上变频混频器119，加法器120，功率放大驱动器(PAD)125，功率放大器(PA)127，发射/接收(T/R)开关129以及天线133。同相通道包括DAC105、LPF109、AS113以及同相上变频混频器117。正交通道包括DAC107、LPF111、AS115以及正交上变频混频器119。图IB所示的发射器100是图1A中的RF发射器153b的一种具体实施方案。DAC105包括适当的逻辑、电路和或代码，用于将数字信号转换为模拟输出。DAC105用于接收输入信号，即同相数字中频信号101。该输入信号可包含用来表示数字值的一个或多个比特。输入数字信号可以是基带信号，基于调制类型可将该基带信号映射到星座点。所映射的星座点可由模拟信号振幅来表示。由模拟信号振幅表示的比特的数量数或字符可以基于调制类型来确定。DAC105能够产生模拟输出信号，该模拟输出信号将传送到低通滤波器109的输入端。DAC107与DAC105基本相同。DAC107能够从基带处理器135接收输入信号103，相应地产生模拟信号并传送到低通滤波器111的输入端oLPF109包括适当的逻辑、电路和或代码，用于选择截止频率，其中LPF109可以衰减频率高于截止频率的输入信号分量(component)的振幅；而使频率低于截止频率的输入信号分量的振幅得以"通过"或不衰减，或虽然对其进行衰减，但衰减的程度低于对频率高于截止频率的输入信号分量所进行的衰减。在本发明的各个实施例中，LPF109可以是无源(passive)滤波器，诸如使用电阻、电容和或电感元件构成；也可以是有源(active)滤波器，诸如使用运算放大器来实现。LPF111与LPF109基本相同。LPF111能够从DAC107接收模拟输入信号，相应地产生低通滤波信号并传送到有源级115的输入端。AS113包括适当的逻辑、电路和或代码，使得能够衰减输入信号以生成衰减的输出信号。AS113产生的衰减量，例如以dB计量，可以基于输入控制信号来确定，该控制信号可以由处理器155(如图1A中所示)生成。AS113能够接收LPF109产生的输出信号。AS113能够产生经增大(appliedgain)或衰减的输出信号并将其传送给同相上变频混频器117。AS115与AS113基本相同。AS115的输入可连接到低通滤波器111的输出端，且AS115的输出端连接到混频器119的输入端。同相上变频混频器117包括适当的逻辑、电路和或代码，能够通过对输入信号进行调制来生成RF信号。同相上变频混频器117可利用输入本振信号L0117对输入信号进行调制。调制后的信号即为RF信号。发射器同相上变频混频器117可以产生载波频率与本振信号L0117频率近似的RF信号。同相上变频混频器117能够接收有源级113生成的输出信号，并生成输出信号传送给有源级123。正交上变频混频器119与同相上变频混频器117基本相同。正交上变频混频器119的输入连接到AS115的输出。加法器120包括适当的逻辑、电路和或代码，用于接收模拟输入信号并生成输出信号，而该输出信号是进入加法器的信号的和。加法器120能够接收同相上变频混频器117和正交上变频混频器119生成的输出信号，生成信号121。AS123包括适当的逻辑、电路和或代码，使得能够衰减输入信号以生成衰减的输出信号。AS123产生的衰减量，例如以dB计量，可以基于输入控制信号来确定，该控制信号可以由处理器155(如图IA中所示)生成。AS123能够接收加法器120产生的输出信号。AS113能够产生经增大或衰减的输出信号并将其传送给PAD125。PAD125包括适当的逻辑、电路和或代码，用于接收模拟输入信号、生成用于驱动功率放大器的输出信号。PAD125可以接收输入的控制信号，该控制信号可由处理器155生成。接收到的控制信号可用来设定PAD125的增益量或衰减量。PAD125能够接收AS123生成的输出信号。PAD125能够产生输出信号并传送给PA127。PA127包括适当的逻辑、电路和或代码，能够放大输入信号以生成具有足够信号功率(例如以dBm计量)的发射信号，以通过无线通信媒介向外发送。PA127可以接收输入的控制信号，该控制信号可由处理器155生成。接收到的控制信号可用来设定PA127的增益量或衰减量。发射/接收(T/R)开关129包括适当的逻辑、电路和或代码，用于在发射通道100和RF接收器之间切换天线133。天线133包括用于发射或接收RF信号的适当电路。基带处理器135包括适当的逻辑、电路和或代码，使得能够处理包含在输入基带信号中的二进制数据。基带处理器135与图1A中所示的数字基带处理器159基本相同。基带处理器135可执行对应于适用的协议参考模型(PRM)中一层或多层的处理任务。例如，基带处理器135可执行物理(PHY)层处理、层l(Ll)处理、介质访问控制(MAC)层处理、逻辑链路控制(LLC)层处理、层2(L2)处理和或基于输入二进制数据执行高层协议处理。基带处理器135执行的处理任务可称为数字域内的处理。基带处理器135还可以基于对输入二进制数据的处理而生成控制信号。在操作过程中，基带处理器135可以生成包含比特序列的数据，以通过无线通信媒介向外发送。基带处理器135可以生成用于配置RF发射通道100的控制信号，以便使用特定的调制类型发送数据。基于特定的调制类型，基带处理器可以发送一部分数据(同相基带(IBB)信号)到DAC105，发送另一部分数据(正交基带(QBB)信号)到DAC107。DAC105可接收比特序列并产生包含符号序列的模拟信号。由单个字符表示的比特的数量可以基于特定的调制类型来确定。DAC107同样也可生成模拟信号。DAC105和DAC107生成的模拟信号可能会包含不想要的频率成分。LPF109和LPF111分别可以衰减DAC105和DAC107所生成信号中的这些不想要频率成分的信号振幅。基带处理器135可对同相上变频混频器117进行配置，选择适当的本振L0117信号频率，以便对来自LPF109的滤波信号进行调制。来自同相上变频混频器117的调制信号输出包括I分量RF信号。基带处理器135同样可对正交上变频混频器119进行配置，以便根据来自LPF111的滤波信号生成Q分量RF信号。I分量和Q分量RF信号可以通过同相上变频混频器117和正交上变频混频器119输出端的加法器120进行加法操作，生成正交复合(combined)RF信号。AS123可以对正交复合RF信号进行放大，其中AS123所提供的放大倍数可以基于基带处理器135生成的控制信号来设定。PAD125可以对AS123生成的信号进行第二级放大，而PA127对PAD125生成的信号进行第三级放大。当T/R开关129设置在"T"或发射模式时，来自PA127的放大信号可以通过发射天线133发送到无线通信媒介中。图2是根据本发明实施例的示例性Vbat监测器的示意图。如图2所示，Vbat监测器200包括Vbat电平检测中心(core)209、分压电阻203和205、存储器215和处理器213。V^电平检测中心209包括适当的逻辑、电路和或代码，能够接收参考输入信号V^207和感应输入信号Vsense219，并将后者与前者进行比较。Vbat电平检测中心209的输出信号是两个输入Vref207和Vsense219的相对幅度的函数。参考电压Vref207是不受温度影响的恒定参考电压。分压电阻203和205可以将电池的供电电压V^201降低到适于电路进行处理操作的电压电平。在本发明的一个实施例中，可由集成的功率管理单元对V^201进行监测。在本发明的另一个实施例中，可使用独立的V^201监测器电路。处理器213包括适当的逻辑、电路和或代码，使能控制发射通道100。处理器213与图1A中所示的处理器155基本相同，且能够接收Vbat电平检测中心209生成的输出信号211。除此之外，处理器213还可以接收其它增益控制输入。其它增益控制输入可包括发射功率、电压驻波比(VSWR)条件和调制类型。例如，如果使用的是高阶调制类型64-QAM，由于与简单调制类型如二进制相移键控(BPSK)相比会有线性需求，为了满足EVM需求，最大发射功率可能会稍小一些。在基带将有许多变量馈送到发射控制回路处理器213，随后由其确定实际发射功率。存储器215与图1A所示的存储器157基本相同。在操作过程中，来自PMU161(如结合图1A描述的)，或直接来自电池或其它电源的用于指示电池电压的电压Vbat201，可通过分压电阻203和205进行降压处理。降压后的电压Vsense219被传送到Vbat电平检测中心209的输入端，并与参考电压V^207进行比较。输出信号211是电压V^219与参考电压Vref207比较值的函数。除了Vbat电平检测中心209的输出电压211，处理器213可接收多个输入信号，这些信号可用于控制发射通道100。发射通道100的总增益是各个增益级(诸如结合图1B所描述的有源级113、115和123、PAD123和PA125)的增益之和。可对这些增益级进行设计，使其满足特定电压下的性能要求。电池电压Vbat201的示例性范围可以是2.4-5.5伏。如果可为2.4-5.5伏范围内的较低电压部分对增益级进行设计或编程，则当Vbat201高于设计电压时，则输出功率可能比Vbat201处于高于设计电压的电平时功率可能达到的最低值还要低。如果可为2.4-5.5伏范围内的较高电压部分对增益级进行编程，则当Vbat201降到该范围的较低电压部分时，如电池电量逐渐用尽时，发射通道100的输出功率可强迫这些增益级工作在非线性模式下，这会导致ACPR和EVM下降到低于所需的水平。因此需要对电池电压Vto201进行监测，并相应地调整增益级的增益量。在本发明的一个实施例中，可以对增益级进行设计，使其在电池供电电压范围的低端电压下工作。当电池电压Vbat201高于设计电压时(如电池刚充完电)，Vto监测器200可以感应到Vbat201为高电压，并将相应的输出信号211传送给处理器213。由于出现了更高的供电电压，导致增益级的输出功率容量增大，处理器213生成增益控制信号217，以提高发射通道100中一个或多个增益级的增益量。对于给定的V^201，可以对所需的增益量进行校准并将其存储到查找表(lookuptable)中。处理器213可以增加发射通道100中一个或多个增益级的增益量，以保持所需的各种性能度量，诸如邻近信道功率比(ACPR)、误差矢量幅度(EVM)、线性和输出功率。图3是根据本发明实施例的Vbat监测器处理步骤的流程图。图3示出了流程图300。在开始步骤301之后，在步骤303中从PMU、电池或其它电源接收电压值V^201。在步骤305中，电压Vbat201下降到可处理的电压电平。在步骤307中，Vbat电平检测中心209将电压Vbat201与参考电压Vref207进行比较。在步骤309中，Vbat电平检测中心209的输出信号201被传送到处理器213。在步骤311中，处理器213根据查找表确定增益控制信号217。在步骤313中，将增益控制信号传送到增益级，以在发射通道100中采用适当的增益。之后处理流程到结束步骤315。在本发明的一个实施例中，描述了利用Vbat监测器优化功率放大器127发射功率的方法和系统，包括基于控制信号217来调整发射通道100中功率放大器增益级的增益。控制信号217可以是电池电压信号201的函数，该信号201来自为发射通道供电的电池的电压。电池电压信号201可以从功率管理单元接收或直接从电池上获得。电池电压信号201可能下降，电池电压信号201与参考电压207比较的结果可由处理器213用来生成增益控制信号217。可在电池电压的范围内，确定控制信号的值，并存储到查找表中。本发明的一些实施例可以包括存储有计算机程序的计算机可读存储器，其中该计算机程序具有至少一个用于在网络中传输信息的代码段，当该至少一个代码段被计算机执行时，能够使该计算机执行上述的一个或多个步骤。本发明可以通过硬件、软件，或者软、硬件结合来实现。本发明可以在至少一个计算机系统中以集中方式实现，或者由分布在几个互连的计算机系统中的不同部分以分散方式实现。任何可以实现所述方法的计算机系统或其它设备都是可适用的。常用软硬件的结合可以是安装有计算机程序的通用计算机系统，通过安装和执行所述程序控制计算机系统，使其按所述方法运行。在计算机系统中，利用处理器和存储单元来实现所述方法。本发明的实施例可作为板级产品(boardlevelproduct)来实施，如单个芯片、专用集成电路(ASIC)、或者作为单独的部件以不同的集成度与系统的其它部分一起集成在单个芯片上。系统的集成度主要取决于速度和成本考虑。现代处理器品种繁多，使得能够采用目前市场上可找到的处理器。选择性的，如果处理器可用作ASIC核心或逻辑模块，则目前市场上可找到的处理器可以作为ASIC器件的一部分，带有各种功能的固件。本发明还可以通过计算机程序产品进行实施，所述程序包含能够实现本发明方法的全部特征，当其安装到计算机系统中时，通过运行，可以实现本发明的方法。本申请文件中的计算机程序所指的是可以采用任何程序语言、代码或符号编写的一组指令的任何表达式，该指令组使系统具有信息处理能力，以直接实现特定功能，或在进行下述一个或两个步骤之后，a)转换成其它语言、编码或符号；b)以不同的格式再现，实现特定功能。本发明是通过几个具体实施例进行说明的，本领域技术人员应当明白，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明进行各种变换及等同替代。另外，针对特定情形或具体情况，可以对本发明做各种修改，而不脱离本发明的范围。因此，本发明不局限于所公开的具体实施例，而应当包括落入本发明权利要求范围内的全部实施方式。权利要求1、一种在发射器中控制电路的方法，其特征在于，包括基于控制信号对发射通道的多个增益级中的至少一个增益级的增益进行调整，其中该控制信号包含电源电压指示信息。2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括接收从用于为发射通道供电的电源上检测到的电源电压信号。3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电源电压信号是由功率管理单元生成。4、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述电源电压信号是直接从所述电源上检测到的。5、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制信号是基于所述检测到电源电压信号生成。6、一种在发射器中控制电路的系统，其特征在于，包括芯片中的一个或多个电路，其基于控制信号对发射通道的多个增益级中的至少一个增益级的增益进行调整，其中该控制信号包含电源电压指示信息。7、根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述一个或多个电路接收从用于为发射通道供电的电源上检测到的电源电压信号。8、根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述一个或多个电路接收由功率管理单元生成的电源电压信号。9、根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述一个或多个电路直接在所述电源上检测所述电源电压信号。10、一种计算机可读存储器，其中存储有计算机程序，该计算机程序包含至少一个用于控制发射器中电路的代码段，其特征在于，当所述至少一个代码段被计算机执行时，使得计算机执行以下步骤基于控制信号对发射通道的多个增益级中的至少一个增益级的增益进行调整，其中该控制信号包含电源电压指示信息。全文摘要本发明涉及一种在发射器中控制电路的方法和系统，其利用电池电压(V<sub>bat</sub>)监测器优化功率放大器发射功率。本发明的方案包括基于控制信号调整发射通道中增益级的增益，其中该控制信号是电源电压信号的函数或变量，该电源电压信号是从用于为发射通道供电的电源电压得到。电源电压信号是从用于为发射通道供电的电池电压上获取。该电池电压信号可以从功率管理单元中接收或直接从电源上获得。可以将该电源电压信号与参考信号进行比较，根据比较结果产生控制信号。控制信号的值可以根据电源电压范围来确定并存储到查找表中。文档编号H04B1/40GK101207399SQ200710199438公开日2008年6月25日申请日期2007年12月3日优先权日2006年12月6日发明者阿里亚·贝扎特申请人:美国博通公司